Metallografisen mikroskoopin sovellusalueen ja kuvantamisperiaatteen esittely
Rautametallien metallografinen tutkimus, ei-rautametallit, jauhemetallurgia, rakenteen tunnistaminen ja arviointi materiaalien pintakäsittelyn jälkeen.
Materiaalin valinta: materiaalien mikrorakenteen ja ominaisuuksien välillä on tietty vastaavuus, joten sopivat materiaalit voidaan valita.
Tarkista: raaka-aineen tarkistus ja prosessin tarkistus.
Näytteenottotarkastus: puolivalmiiden tuotteiden metallografinen tutkimus tehdään tuotteen valmistusprosessissa sen varmistamiseksi, että tuotteiden mikrorakenne täyttää seuraavan työvaiheen prosessointivaatimukset.
Prosessin arviointi: arvioida ja tunnistaa tuoteprosessin pätevyys.
Käytönaikainen arviointi: luo pohjan käytössä olevien osien turvallisuudelle, luotettavuudelle ja käyttöikään.
Vikaanalyysi: havaitaan teknisiä ja materiaaliviat, mikä tarjoaa makro- ja mikroanalyysiperustan vikojen syiden analysointiin.
Metallografisen mikroskoopin kuvantamisperiaatteet
1. Kirkas näkökenttä ja tumma näkökenttä
Kirkas näkökenttä on yksinkertaisin tapa tarkkailla näytteitä mikroskoopilla, ja se antaa kirkkaan taustan mikroskoopin näkökentässä. Sen perusperiaate on, että kun valonlähde säteilyttää näytepintaa pystysuoraan tai lähes pystysuoraan objektiivin läpi, se heijastuu takaisin objektiiviin näytepinnan läpi kuvan muodostamiseksi.
Tumman kentän valaistustila eroaa kirkkaan kentän valaistustilasta siinä, että se esittää mikroskoopin näkökentässä tumman taustan ja kirkkaan kentän valaistustila on pystysuora tai pystysuora tulo, kun taas tumman kentän valaistustila on valaista näyte vinosti objektiivin ulkopuolisen reunan läpi, jotta näyte siroaa tai heijastaa säteilytettyä valoa ja näytteen siroama tai heijastama valo tulee objektiiviin kuvaamaan näytettä. Pimeän kentän havainto, voit selvästi havaita värittömiä, hienoja kiteitä tai ohuita kuituja vaaleammilla väreillä, joita ei ole helppo havaita kirkkaassa kentässä.
2. Polarisoitu valo ja häiriöt
Valo on sähkömagneettinen aalto ja sähkömagneettinen aalto on leikkausaalto, ja vain leikkausaalloilla on polarisaatiota. Se määritellään valoksi, jonka sähkövektori värähtelee kiinteästi suhteessa etenemissuuntaan.
Valon polarisaatio voidaan havaita kokeellisella laitteella. Ota kaksi identtistä polarisaattoria A ja B ja päästä luonnonvalo ensin ensimmäisen polarisaattorin A läpi. Tällä hetkellä myös luonnonvalo muuttuu polarisoiduksi valoksi, mutta ihmissilmä ei pysty erottamaan sitä, joten tarvitaan toinen polarisaattori B. Kiinnittämällä polarisaattorin A, sijoittamalla polarisaattorin B samalle vaakatasolle A:n kanssa ja kääntämällä polarisaattoria B havaitaan, että läpäisevän valon intensiteetti muuttuu ajoittain B:n pyöriessä ja intensiteetti pienenee vähitellen maksimista tummin 90 asteen välein ja kasvaa sitten vähitellen tummimmasta kirkkaimpaan 90 asteen kiertämisen jälkeen. Siksi polarisaattoria A kutsutaan polarisaattoriksi ja polarisaattoria B analysaattoriksi.
Häiriö on ilmiö, jossa kaksi koherenttia aaltoa (valoa) asettuu päällekkäin vuorovaikutusvyöhykkeellä valon voimakkuuden lisäämiseksi tai vähentämiseksi. Valon häiriöt jaetaan pääasiassa kaksoisrakohäiriöihin ja ohutkalvohäiriöihin. Kaksoisraon häiriö tarkoittaa sitä, että kahden itsenäisen valonlähteen lähettämä valo ei ole koherenttia valoa. Kaksoisrakointerferenssilaite saa valonsäteen kulkemaan kaksoisraon läpi ja muodostumaan kahdeksi koherentiksi valonsäteeksi, jotka kommunikoivat keskenään valonäytöllä muodostaen stabiileja interferenssihajoja. Kun kaksoisraon interferenssikokeessa etäisyys ero valonäytön pisteen ja kaksoisraon välillä on jopa puolen aallonpituuden moninkertainen, kirkkaat raidat näkyvät kyseisessä kohdassa; Kun etäisyysero näytön pisteen ja kaksoisraon välillä on puolen aallonpituuden parittomat kertaa, tumma reuna siinä kohdassa on Youngin kaksoisraon häiriö. Ohutkalvointerferenssi viittaa kahden heijastuneen valon aiheuttamaan häiriöilmiöön sen jälkeen, kun valonsäde on heijastunut ohuen kalvon kahdelta pinnalta. Ohutkalvointerferenssissä etu- ja takapinnasta heijastuneen valon etäisyysero määräytyy kalvon paksuuden mukaan, joten saman kirkkaan raidan (tumma raita) ohutkalvointerferenssissä pitäisi näkyä siellä, missä kalvon paksuus on yhtä suuri. Koska valoaallon aallonpituus on äärimmäisen lyhyt, dielektrisen kalvon tulee olla riittävän ohut havaitsemaan interferenssihajoja, kun ohut kalvo häiritsee.
3. Differentiaalinen häiriökontrasti DIC
Metallografinen mikroskooppi DIC käyttää polarisoidun valon periaatetta. Transmissio DIC-mikroskoopissa on pääasiassa neljä erityistä optista komponenttia: polarisaattori, DIC-prisma I, DIC-prisma II ja polarisaattori. Polarisaattori asennetaan suoraan lauhdutinjärjestelmän eteen polarisoimaan valoa lineaarisesti. Kondensaattoriin on asennettu DIC-prisma, joka voi hajottaa valonsäteen kahdeksi säteeksi (X ja Y), joilla on eri polarisaatiosuunnat, ja nämä kaksi sädettä muodostavat pienen sisäkulman. Lauhdutin säätää kaksi valonsädettä mikroskoopin optisen akselin suuntaisesti. * Kaksi ensimmäistä valonsädettä ovat samassa vaiheessa. Näytteen viereisen alueen läpi kulkemisen jälkeen kahden valonsäteen välinen optinen reittiero ilmenee näytteen erilaisesta paksuudesta ja taitekertoimesta johtuen. Objektiivin takapolttotasoon on asennettu DIC-prisma Ⅱ, joka yhdistää kaksi valoaaltoa yhdeksi säteeksi. Tällä hetkellä kahden säteen polarisaatiotasot (x ja y) ovat edelleen olemassa. Lopuksi säde kulkee polarisoivan laitteen eli analysaattorin läpi. Ennen kuin säde muodostaa okulaarin DIC-kuvan, analysaattori on suorassa kulmassa polarisaattoriin nähden. Analysaattori yhdistää kaksi pystysuoraa valoaaltoa kahdeksi säteeksi, joilla on sama polarisaatiotaso, niin että ne häiritsevät toisiaan. Optisen reitin ero X- ja Y-aaltojen välillä määrää valon läpäisyn määrän. Kun optisen polun ero on 0, valoa ei kulje analysaattorin läpi. Kun optisen polun ero on puolet aallonpituudesta, läpi kulkeva valo saavuttaa suuren arvon. Joten harmaalla taustalla näyterakenne esittää kirkkaan ja tumman eron. Jotta kuvan kontrasti saavuttaisi hyvän tilan, optisen polun eroa voidaan muuttaa säätämällä DIC-prisman II pystysuuntaista hienosäätöä, mikä voi muuttaa kuvan kirkkautta. Säätämällä DIC-prismaa ⅱ voidaan näytteen hienosta rakenteesta saada positiivinen tai negatiivinen projektiokuva, yleensä toinen puoli on kirkas ja toinen puoli tumma, mikä saa aikaan näytteen keinotekoisen kolmiulotteisen tunteen.
